Берегові лінії Арктики зникають у морі із загрозливою швидкістю, змушуючи цілі громади переселятися, оскільки скелі руйнуються, а берегові лінії відступають. Ця ерозія спричинена поєднанням підвищення рівня моря, посилення активності хвиль і повсюдного танення вічної мерзлоти — ґрунту, який залишався замерзлим протягом століть. Щоб зрозуміти, як ці сили поєднуються, щоб дестабілізувати берегову лінію, дослідники відтворили мініатюрне арктичне середовище в лабораторії.
Відтворення арктичних умов у лабораторії
Олорунфемі Омонігбехін і його колеги, які опублікували свої результати в Journal of Geophysical Research: Earth Surface, створили штучну вічну мерзлоту, змішавши пісок і воду в точних пропорціях, ущільнивши суміш під високим тиском, а потім заморозивши її. Цей процес імітував щільні, багаті льодом ґрунти, які зустрічаються вздовж багатьох узбережжя Арктики.
Потім дослідники піддали ці штучні блоки вічної мерзлоти симуляції хвильової активності в охолодженому хвильовому каналі — довгому вузькому резервуарі, призначеному для створення та вивчення впливу хвиль. Систематично змінюючи висоту та частоту хвиль, вони спостерігали, як штучна вічна мерзлота реагує на різні сценарії ерозії.
Ключові висновки: висота хвилі та частота мають значення
Експеримент відтворив спостережувані моделі ерозії, коли хвилі змивають основу прибережних скель, підриваючи їхню стабільність. Встановлено, що висота хвилі є найважливішим фактором, що визначає швидкість ерозії: Умови високої хвилі викликали вдвічі більшу ерозію, ніж умови низької хвилі. Це означає, що навіть відносно невелике збільшення інтенсивності шторму або рівня моря може різко прискорити відступ узбережжя.
Однак частота хвилі також зіграла вирішальну роль у формуванні профілю ерозії: вищі частоти прорізали глибші канавки в основі вічної мерзлоти. Це свідчить про те, що час впливу хвилі, а не тільки сила хвилі, має вирішальне значення для визначення того, наскільки швидко руйнуються берегові лінії.
Парадокс вмісту льоду
Цікаво, що збільшення вмісту льоду в штучній вічній мерзлоті спочатку уповільнювало ерозію. Це пояснюється тим, що лід довше тане, забезпечуючи тимчасовий опір хвильовій активності. Однак дослідники попереджають, що ця стабільність оманлива.
Якщо глобальне потепління триватиме нинішніми темпами, узбережжя з високим вмістом льоду можуть зазнати раптового та катастрофічного колапсу. Цей висновок узгоджується з ширшою теорією про те, що зміна клімату призведе до незворотних переломних точок, де поступове потепління призведе до різких і незворотних змін в екосистемах. Тимчасова стабільність, яку забезпечує високий вміст льоду, може просто відстрочити неминучий колапс, зробивши його ще більш драматичним, коли він відбудеться.
Наслідки для прибережних громад
Це дослідження надає цінну інформацію для прибережних громад, які стикаються з ризиком ерозії. Результати підкреслюють важливість точного прогнозування швидкості ерозії, беручи до уваги як висоту хвилі, так і частоту. Вони також підкреслюють небезпеку покладатися на тимчасову стабільність, яку забезпечує високий вміст льоду, оскільки це може маскувати основну нестабільність.
Дослідження підкреслює нагальну потребу в проактивних заходах з адаптації, таких як перенесення інфраструктури подалі від берегової лінії, що розмивається, і впровадження стратегій захисту узбережжя. Ігнорування цих ризиків може мати руйнівні наслідки для громад, які вже вразливі до наслідків зміни клімату.
Берегова лінія Арктики швидко змінюється, і розуміння динаміки ерозії має вирішальне значення для захисту як населення, так і крихких екосистем. Це дослідження є важливим кроком до кращого прогнозування та пом’якшення ризиків обвалення берегів.
